哈佛教授開(kāi)發(fā)出革命性的主動(dòng)混合多材料3D打印頭

寂靜天花板

近日,，來(lái)自哈佛的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明出了一種革命性的主動(dòng)混合多材料3D打印頭,，可以整合具有不同材質(zhì)和屬性——包括柔性和剛性材料以及導(dǎo)電和非導(dǎo)電油墨——到一個(gè)單一的3D打印對(duì)象中，這就為全3D打印的可穿戴設(shè)備,、軟機(jī)器人和電子產(chǎn)品帶來(lái)了新的可能性,。據(jù)了解,，這種多材料打印頭是基于主動(dòng)混合技術(shù)的,，在打印頭的微型噴嘴內(nèi)部有一個(gè)葉輪,，一系列復(fù)雜的流體都是通過(guò)這個(gè)葉輪的旋轉(zhuǎn)結(jié)合在一起的。
' V. q& c4 J2 }4 K* f& d1 w4 e雖然我們已經(jīng)看到了PCB 3D打印機(jī)的出現(xiàn),，還有最新有一些嵌入了電子元件的3D打印服飾被媒體報(bào)道,。但是客觀(guān)地說(shuō)，之前的3D打印技術(shù)仍未解決多材料集成的問(wèn)題,。也就是說(shuō),，如何在不停止打印過(guò)程的條件下實(shí)現(xiàn)柔性材料、剛性材料和電子電路的無(wú)縫和精確過(guò)渡,。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)用來(lái)混合復(fù)雜流體的方法是被動(dòng)的：兩股流體在一個(gè)通道中匯合,，在這里它們進(jìn)行擴(kuò)散混合。這種方法對(duì)于低粘度流體來(lái)說(shuō)是足夠了,，但對(duì)于一些高粘度液體,，如凝膠，是無(wú)效的,。

這項(xiàng)研究是由哈佛教授Jennifer A. Lewis領(lǐng)導(dǎo)的，研究團(tuán)隊(duì)采用主動(dòng)混合和快速開(kāi)關(guān)的噴嘴,，可以實(shí)現(xiàn)濃粘彈性油墨的打印以及在3D打印過(guò)程中同時(shí)控制幾何形狀和組成成份,。使用這種方法，所有流體并不是匯集在一個(gè)通道里,，而是每個(gè)流體都有一個(gè)單獨(dú)的入口進(jìn)入混合室,，然后由葉輪以恒定的速度旋轉(zhuǎn)，使其在一種窄間隙中混合,。 Lewis教授被認(rèn)為是全球3D打印領(lǐng)域的技術(shù)權(quán)威,，而且于2014年成立了多材料電子產(chǎn)品3D打印機(jī)公司Voxel8，該公司一經(jīng)成立便相當(dāng)受追捧,，很快就獲得了1000多萬(wàn)美元的風(fēng)險(xiǎn)投資,，很顯然，Lewis教授開(kāi)發(fā)的這項(xiàng)技術(shù)與Voxel8公司的業(yè)務(wù)非常吻合,。而她此次設(shè)計(jì)的主動(dòng)混合技術(shù)是與哈佛Wyss研究所的博士后研究員Thomas Ober以及Daniele Foresti一起進(jìn)行的,。

“被動(dòng)混合物并不能保證完全材料的完全混合,，特別是高粘度的油墨�,！監(jiān)ber說(shuō),，“我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)合理技術(shù)框架——并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了它，我們?cè)O(shè)計(jì)的主動(dòng)微流體混合器,，可以搭配多種材質(zhì),。”

   據(jù)了解,，這種主動(dòng)混合技術(shù)在3D打印過(guò)程中的應(yīng)用效果相當(dāng)是顯著,。研究團(tuán)隊(duì)證明，有機(jī)硅彈性體可以無(wú)縫打印成由軟質(zhì)和硬區(qū)域組成梯度結(jié)構(gòu)（這意味著在3D打印的可穿戴設(shè)備中,，柔性材料可以跟隨我們的身體和關(guān)節(jié)移動(dòng),，而剛性材料則用來(lái)容納電子元器件）。而且,，這種技術(shù)也可以用來(lái)打印反應(yīng)性材料,，以及可以按需混合導(dǎo)電和電阻性油墨。

此前,，在打印過(guò)程中隨時(shí)混合材料僅僅是一個(gè)想法而已,，但是現(xiàn)在，Lewis教授的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將其變成現(xiàn)實(shí)可行的技術(shù),。研究團(tuán)隊(duì)最近還設(shè)計(jì)了一個(gè)打印頭,，可以在一個(gè)單一的噴嘴內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)墨水之間的切換，這樣就無(wú)需對(duì)齊多個(gè)噴嘴,，在打印過(guò)程中暫停油墨的流動(dòng),。

  “總之，這種主動(dòng)混合和切換打印頭是多材料3D打印研究領(lǐng)域中的一個(gè) 重大進(jìn)步,�,！盠ewis說(shuō)，“它可以實(shí)現(xiàn)在微觀(guān)水平上通過(guò)編程控制兩種材料的組成和結(jié)構(gòu),，這位通過(guò)設(shè)計(jì)創(chuàng)造材料開(kāi)辟了新的途徑,。”

這項(xiàng)研究發(fā)表了在了美國(guó)國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)（PNAS）：http://www.pnas.org/content/current上,。

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覺(jué)得老外在3D打印領(lǐng)域的細(xì)分研究很多啊

陽(yáng)陽(yáng)11

感覺(jué)3D打印的前景很不錯(cuò)，,，現(xiàn)在的領(lǐng)域劃分有很細(xì)�,。�